背景技術(shù)
高瓦斯礦井煤層的瓦斯含量高、壓力大，鉆孔抽采孔過程中，經(jīng)常出現(xiàn)噴孔現(xiàn)象。噴孔時(shí)常常會(huì)導(dǎo)致局部瓦斯超限、堵孔卡鉆，嚴(yán)重的會(huì)造成傷亡事故，不僅影響打鉆進(jìn)度，影響抽采效率，還給安全生產(chǎn)帶來了巨大隱患。
為解決打鉆過程中的噴孔防護(hù)問題，研制具有防護(hù)性能的保護(hù)裝置十分必要。井下常用的懸掛于鉆桿上的簡(jiǎn)易防護(hù)皮墊能一定程度上緩解噴孔壓力，但未能解決噴孔傷人和瓦斯瞬間超限問題。因此，需要研制一種兼有抽采能力和緩沖能力的裝置，確保現(xiàn)場(chǎng)鉆孔施工安全。
研究?jī)?nèi)容
（1）研制氣渣分離箱
該箱為長(zhǎng)方體箱式構(gòu)造，由3mm厚廢舊鐵板拼接焊制而成。焊接前留設(shè)抽氣口、進(jìn)水口、排渣口和鉆桿穿孔等焊接口，其正面為朝向鉆機(jī)一側(cè)，背面為朝向鉆孔一側(cè)，正面與背面各留設(shè)一個(gè)鉆桿穿孔。進(jìn)水口焊接孔徑10mm的兩通閥，分別連接靜壓水管和降塵管，待防護(hù)裝置固定后，開通靜壓水管截止閥，對(duì)鉆桿回煤以及噴孔煤粉進(jìn)行降塵。護(hù)孔管管腔內(nèi)鋪襯PVC塑料管作為護(hù)管襯套，PVC塑料管孔徑為6寸，沿管體母線方向裁剪、折疊后放入護(hù)孔管，防止鉆桿與護(hù)孔管之間產(chǎn)生摩擦。如下圖所示。
1 氣渣分離箱，2 抽氣口，3 進(jìn)水口，4 排渣口，5 護(hù)孔管，6 護(hù)管襯套，7 皮質(zhì)擋板，8鉆桿穿孔，9降塵管，10吊掛環(huán)
（2）操作方法
工作時(shí)，孔位確定后，開動(dòng)鉆機(jī)開孔1.0m深；其次，將鉆桿依次穿過皮質(zhì)擋板、氣渣分離箱正面和背面的鉆桿穿孔、護(hù)孔襯套進(jìn)入鉆孔。使用鐵絲穿過吊掛環(huán)將氣渣分離箱固定于煤幫，隨后接通靜壓水管和負(fù)壓抽采管路并將其閥門打開，最后啟動(dòng)鉆機(jī)開始鉆孔，同時(shí)進(jìn)行瓦斯抽采和煤粉降塵。鉆孔過程中，噴孔噴出的瓦斯經(jīng)護(hù)孔套筒進(jìn)入氣渣分離箱，經(jīng)負(fù)壓作用由抽氣口進(jìn)入抽采管路；噴孔噴出的煤粉和鉆孔煤渣由護(hù)孔套筒進(jìn)入氣渣分離箱，經(jīng)噴霧降塵后落入排渣口。
（3）基本特點(diǎn)
皮質(zhì)擋板和PVC管可以有效防止鉆桿與鐵質(zhì)箱體之間摩擦產(chǎn)生火花；長(zhǎng)距離護(hù)孔管不僅能有效保護(hù)孔壁，還能集中吸收瓦斯噴出的瓦斯和煤體，防止煤體噴出傷人；抽氣孔與負(fù)壓抽采管路連接，及時(shí)抽取鉆孔及噴孔釋放瓦斯，能提高瓦斯抽采率，減少能源浪費(fèi)和防止局部瓦斯超限；設(shè)置降塵噴霧能有效減少鉆孔釋放瓦斯中的煤塵，避免堵塞瓦斯抽采管路。
應(yīng)用效果
該裝置由廢棄材料拼接焊制而成，不需單獨(dú)定制加固，成本低廉、簡(jiǎn)單實(shí)用，不需澆注模型和定制配件，只需簡(jiǎn)單加工即可成型投入使用。該裝置能有效解決噴孔問題，提高材料利用率和瓦斯抽采率，起到降本增效的作用，對(duì)鉆孔量較大的高瓦斯礦井產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。該裝置已獲得國(guó)家實(shí)用新型專利證書，可以在類似條件的作業(yè)地點(diǎn)推廣應(yīng)用。
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